Особенности кристаллизации припоев эвтектического состава

Кристаллизация эвтектических сплавов при пайке может происходить в следующих случаях:

- при пайке припоями, содержащими эвтектику;

- при пайке припоями не являющимися эвтектическими, компоненты которых образуют сплавы эвтектического состава с паяемым материалом;

- при контактно-реактивной пайке с образованием припоев содержащих эвтектику.

Характерной особенностью кристаллизации таких сплавов является кристаллизация при постоянной температуре и неизмененном составе жидкой фазы, из которой одновременно образуются две твердые фазы постоянного, но различного состава. Эвтектическая кристаллизация имеет разнообразные структурные разновидности, общей чертой которых является обязательное наличие двух фаз.

В соответствии со структурными особенностями различают эвтектики нормальные, аномальные и вырожденные. Первые характеризуются закономерным взаиморасположением фаз и могут быть пластинчатого, глобулярного и стержневого типа, причем обе фазы растут из одного центра и образуют эвтектические колонии (рис. 4.15). Фронт кристаллизации в течение всего времени образования колонии проходит по поверхности раздела растущей колонии и жидкой фазы. В аномальных эвтектиках взаимное расположение фаз не такое регулярное – чаще всего одна из них в форме игл или включений неправильной формы расположена в матрице из второй фазы. Обычно они характерны для эвтектик с существенным различием количества образующих их фаз (эвтектическая точка сдвинута в сторону одной из фаз). В таких эвтектиках нет колоний. Типичный пример – эвтектика Al-Si, широко применяемая для пайки ответственных конструкций из алюминиевых сплавов (рис. 4.16). При образовании вырожденной (или разделенной) эвтектики кристаллы обеих фаз растут одновременно, но независимо друг от друга до их столкновения, образуя двухфазный конгломерат кристаллов. Такая структура образуется при очень малой скорости кристаллизации.

Рис. 4.15. Нормальная эвтектика Ti-FeTi, образующаяся в паяном шве при контактно-реактивной пайке титана железом.

Рис. 4.16. Эвтектика Al-Si при пайке сплава АМц эвтектическим силумином.

При пайке эвтектическими припоями часто состав жидкой фазы, за счет взаимодействия с паяемым металлом, отклоняется от эвтектического и в структуре шва появляется избыточная фаза, которая кристаллизуется на границах, а эвтектика кристаллизуется в центральной части шва. При этом форма кристаллизующейся эвтектики зависит от ширины зазора и скорости кристаллизации (рис. 4.17, 4.18).

Рис. 4.17. Вырожденная эвтектика с выделением избыточной фазы Ti2Cu по границам шва при контактно-реактивной пайке титана ВТ1-0 через медную прослойку толщиной 80 мкм.

Рис. 4.18. Разделенная эвтектика кристаллизующаяся в паяном шве при контактно-реактивной пайке титана ВТ1-0 через медную прослойку толщиной 40 мкм.

Дата добавления: 2015-07-20